近日，Chemical Engineering Journal在線發(fā)表了植物保護(hù)學(xué)院丁新華課題組題為“A highly efficient nanocopper hydroxide activates plant immune resistance and confers tolerance to salt and drought stress in rice"的研究論文。丁新華教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合濟(jì)南大學(xué)黃太仲教授開發(fā)了新型納米材料：納米氫氧化銅（Cu(OH)2NPs），研究發(fā)現(xiàn)Cu(OH)2NPs增強(qiáng)水稻對細(xì)菌性條斑病（BLS）、干旱和鹽脅迫的抵抗力，效果顯著強(qiáng)于銅離子和美國杜邦公司推出的可殺得3000（Kocide 3000）農(nóng)藥。值得關(guān)注的是，5 μg/mL的Cu(OH)2NPs防控BLS的效果與500 μg/mL的銅離子和農(nóng)藥可殺得3000相似，有望大幅降低銅元素在農(nóng)業(yè)上的用量（有望降低90%）。

銅離子（Cu2+）是銅基農(nóng)藥的關(guān)鍵成分，銅基農(nóng)藥在過去幾十年里被廣泛用于管理農(nóng)業(yè)中由細(xì)菌、真菌和卵菌引起的植物病害。近年來的研究表明Cu2+誘導(dǎo)防御反應(yīng)與微生物相關(guān)分子模式（MAMP）觸發(fā)免疫（MTI）非常相似，能夠活性氧（ROS）爆發(fā)、有絲分裂蛋白激酶（MAPKs）的激活、植物激素生成、胼胝質(zhì)沉積以及抗病相關(guān)基因表達(dá)等。

Cu(OH)2NPs激活水稻多種免疫反應(yīng)，包括活性氧（ROS）爆發(fā)、胼胝質(zhì)沉積、抗病相關(guān)基因上調(diào)以及氣孔閉合。有趣的是，Cu(OH)2NPs引起的免疫抵抗不依賴水楊酸信號(hào)通路，而是部分依賴乙烯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。這一發(fā)現(xiàn)凸顯了Cu(OH)2NPs激活植物免疫路徑與銅離子的區(qū)別。同時(shí)，Cu(OH)2NPs可能通過上調(diào)鈉/氯離子外排基因減少根部Na、Cl含量超過75%。干旱條件下，Cu(OH)2NPs通過關(guān)閉水稻氣孔，減少水分流失率，提高稻苗的存活率。這項(xiàng)研究為管理BLS和提升植物對非生物脅迫的抗性提供了創(chuàng)新見解和潛在治療方案，有望大幅降低銅基農(nóng)藥用量，突破卡脖子技術(shù)，提升我國在銅基農(nóng)藥研發(fā)領(lǐng)域的競爭力，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展探索了可行路徑。

本研究由山東農(nóng)業(yè)大學(xué)丁新華教授和三峽大學(xué)沈祥陵作為通訊作者，路沖沖副教授和已畢業(yè)研究生李梓萌為共同第一作者完成，濟(jì)南大學(xué)黃太仲教授、博士后Muhammad Zunair Latif、劉海峰副教授、尹梓屹教授、李洋副教授、趙海朋副教授等參與指導(dǎo)。本研究得到了國家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金等多個(gè)項(xiàng)目的資助。

本文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.172632

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波